Diagram muatan inti efektif
Muatan inti efektif atau muatan nuklir efektif (sering dilambangkan sebagai
Z
e
f
f
{\displaystyle Z_{\mathrm {eff} }}
atau
Z
∗ ∗ -->
{\displaystyle Z^{\ast }}
) adalah muatan positif bersih yang dialami oleh sebuah elektron dalam atom polielektronik. Digunakan istilah "efektif" karena efek pemerisaian elektron bermuatan negatif mencegah elektron pada orbital yang lebih tinggi dipengaruhi oleh muatan inti atom karena efek tolakan elektron lapisan dalam . Muatan inti efektif yang dialami oleh elektron pada kulit terluar juga disebut sebagai muatan pokok (bahasa Inggris : core charge ). Kekuatan muatan inti memungkinkan untuk ditentukan melalui bilangan oksidasi atom.
Perhitungan
Dalam suatu atom dengan satu elektron, elektron tersebut mengalami sepenuhnya terpengaruh oleh muatan positif dari inti atom . Dalam kasus ini, muatan inti efektif dapat dihitung melalui hukum Coulomb .
Namun, dalam suatu atom dengan banyak elektron, elektron terluar secara simultan tertarik ke inti bermuatan positif sekaligus tertolak oleh elektron bermuatan negatif dari orbital yang lebih dalam. Muatan inti efektif pada elektron semacam ini dinyatakan sesuai persamaan berikut:
Z
e
f
f
=
Z
− − -->
S
{\displaystyle Z_{\mathrm {eff} }=Z-S}
dengan
Z
{\displaystyle Z}
adalah jumlah proton dalam inti atom (nomor atom ), dan
S
{\displaystyle S}
adalah rata-rata jumlah elektron antara inti atom dan elektron yang ditanyakan (jumlah elektron non -valensi).
S dapat dicari melalui aplikasi sistematis berbagai aturan, yang paling sederhana dikenal sebagai "aturan Slater " (dinamakan sesuai John C. Slater ). Douglas Hartree mendefinisikan Z efektif orbital Hartree-Fock sebagai:
Z
e
f
f
=
⟨ ⟨ -->
r
⟩ ⟩ -->
H
⟨ ⟨ -->
r
⟩ ⟩ -->
Z
{\displaystyle Z_{\mathrm {eff} }={\frac {\langle r\rangle _{\rm {H}}}{\langle r\rangle _{Z}}}}
dengan
⟨ ⟨ -->
r
⟩ ⟩ -->
H
{\displaystyle \langle r\rangle _{\rm {H}}}
adalah rata-rata jari-jari orbital untuk atom hidrogen , dan
⟨ ⟨ -->
r
⟩ ⟩ -->
Z
{\displaystyle \langle r\rangle _{Z}}
adalah rata-rata jari-jari orbital untuk suatu konfigurasi elektron dengan muatan inti Z .
Nilai
Berikut adalah nilai konstanta screening terkini yang disediakan oleh Clementi dkk.[1] [2]
Effective Nuclear Charges
H
He
Z
1
2
1s
1.000
1.688
Li
Be
B
C
N
O
F
Ne
Z
3
4
5
6
7
8
9
10
1s
2.691
3.685
4.680
5.673
6.665
7.658
8.650
9.642
2s
1.279
1.912
2.576
3.217
3.847
4.492
5.128
5.758
2p
2.421
3.136
3.834
4.453
5.100
5.758
Na
Mg
Al
Si
P
S
Cl
Ar
Z
11
12
13
14
15
16
17
18
1s
10.626
11.609
12.591
13.575
14.558
15.541
16.524
17.508
2s
6.571
7.392
8.214
9.020
9.825
10.629
11.430
12.230
2p
6.802
7.826
8.963
9.945
10.961
11.977
12.993
14.008
3s
2.507
3.308
4.117
4.903
5.642
6.367
7.068
7.757
3p
4.066
4.285
4.886
5.482
6.116
6.764
K
Ca
Sc
Ti
V
Cr
Mn
Fe
Co
Ni
Cu
Zn
Ga
Ge
As
Se
Br
Kr
Z
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
1s
18.490
19.473
20.457
21.441
22.426
23.414
24.396
25.381
26.367
27.353
28.339
29.325
30.309
31.294
32.278
33.262
34.247
35.232
2s
13.006
13.776
14.574
15.377
16.181
16.984
17.794
18.599
19.405
20.213
21.020
21.828
22.599
23.365
24.127
24.888
25.643
26.398
2p
15.027
16.041
17.055
18.065
19.073
20.075
21.084
22.089
23.092
24.095
25.097
26.098
27.091
28.082
29.074
30.065
31.056
26.047
3s
8.680
9.602
10.340
11.033
11.709
12.368
13.018
13.676
14.322
14.961
15.594
16.219
16.996
17.790
18.596
19.403
20.219
21.033
3p
7.726
8.658
9.406
10.104
10.785
11.466
12.109
12.778
13.435
14.085
14.731
15.369
16.204
17.014
17.850
18.705
19.571
20.434
4s
3.495
4.398
4.632
4.817
4.981
5.133
5.283
5.434
5.576
5.711
5.842
5.965
7.067
8.044
8.944
9.758
10.553
11.316
3d
7.120
8.141
8.983
9.757
10.528
11.180
11.855
12.530
13.201
13.878
15.093
16.251
17.378
18.477
19.559
20.626
4p
6.222
6.780
7.449
8.287
9.028
9.338
Rb
Sr
Y
Zr
Nb
Mo
Tc
Ru
Rh
Pd
Ag
Cd
In
Sn
Sb
Te
I
Xe
Z
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
1s
36.208
37.191
38.176
39.159
40.142
41.126
42.109
43.092
44.076
45.059
46.042
47.026
48.010
48.992
49.974
50.957
51.939
52.922
2s
27.157
27.902
28.622
29.374
30.125
30.877
31.628
32.380
33.155
33.883
34.634
35.386
36.124
36.859
37.595
38.331
39.067
39.803
2p
33.039
34.030
35.003
35.993
36.982
37.972
38.941
39.951
40.940
41.930
42.919
43.909
44.898
45.885
46.873
47.860
48.847
49.835
3s
21.843
22.664
23.552
24.362
25.172
25.982
26.792
27.601
28.439
29.221
30.031
30.841
31.631
32.420
33.209
33.998
34.787
35.576
3p
21.303
22.168
23.093
23.846
24.616
25.474
26.384
27.221
28.154
29.020
29.809
30.692
31.521
32.353
33.184
34.009
34.841
35.668
4s
12.388
13.444
14.264
14.902
15.283
16.096
17.198
17.656
18.582
18.986
19.865
20.869
21.761
22.658
23.544
24.408
25.297
26.173
3d
21.679
22.726
25.397
25.567
26.247
27.228
28.353
29.359
30.405
31.451
32.540
33.607
34.678
35.742
36.800
37.839
38.901
39.947
4p
10.881
11.932
12.746
13.460
14.084
14.977
15.811
16.435
17.140
17.723
18.562
19.411
20.369
21.265
22.181
23.122
24.030
24.957
5s
4.985
6.071
6.256
6.446
5.921
6.106
7.227
6.485
6.640
(empty)
6.756
8.192
9.512
10.629
11.617
12.538
13.404
14.218
4d
15.958
13.072
11.238
11.392
12.882
12.813
13.442
13.618
14.763
15.877
16.942
17.970
18.974
19.960
20.934
21.893
5p
8.470
9.102
9.995
10.809
11.612
12.425
Lihat juga
Referensi
^ Clementi, E.; Raimondi, D. L. (1963). "Atomic Screening Constants from SCF Functions". J. Chem. Phys . 38 (11): 2686–2689. Bibcode :1963JChPh..38.2686C . doi :10.1063/1.1733573 .
^ Clementi, E.; Raimondi, D. L.; Reinhardt, W. P. (1967). "Atomic Screening Constants from SCF Functions. II. Atoms with 37 to 86 Electrons". Journal of Chemical Physics . 47 : 1300–1307. Bibcode :1967JChPh..47.1300C . doi :10.1063/1.1712084 .
Pranala luar
Brown, Theodore; LeMay, H.E.; & Bursten, Bruce (2002). Chemistry: The Central Science (8th revised edition). Upper Saddle River, New Jersey 07458: Prentice-Hall. ISBN 0-13-061142-5 .